Hvorfor ammonitter er uddødt, men nautilus er ikke? • Alexander Mironenko • Populære videnskabsopgaver på "Elements" • Biologi, Paleontologi

Hvorfor ammonitter er uddødt, men nautilus er ikke?

opgave

I moderne hav er blæksprutter med en ydre skal repræsenteret af kun to slægter – dette Nautilus og mere sjældne og derfor mindre kendte Allonautilus, begge fra familien af ​​nautilider. Men for 66 millioner år siden, før den store kridt-paleogene udryddelse, var situationen helt anderledes. Derefter blomstrede andre blæksprutter med en ydre skal, ammonitter, i havene, som vist i fig. 1, i havene. Ammonitter var meget mere forskellige og mere talrige end nautilus, og de udviklede sig hurtigere. Ammonitskallerne med deres buede skillevægge var generelt meget mere komplekse end nautilidskallerne. Det samme kan siges om strukturen af ​​disse dyrs krop: Ammons muskelsystem var meget mere komplekst end nautilusens.

Fig. 1. Til venstre – Jurassic ammonit Brightia, til højre – moderne nautilus Allonautilus. Foto af Irina Smurova

Men mange forskellige og komplekse organiserede ammoniter døde for 66 millioner år siden, da en katastrofe ødelagde ikke kun kendte dinosaurer, men også det meste af det marine plankton og mange andre jord- og marinefruer og flora. Årsagerne til Cretaceous-Paleogene udryddelse er ikke helt tydelige.Der er forskellige hypoteser fra "asteroide vinter" – illumination og temperaturfald på grund af støvskyer rejst asteroide område i Yucatan Peninsula, at forøge surhedsgraden af ​​vandet i havet (eventuelt forårsaget af samme asteroide).

Men uanset hvad denne udryddelse blev forårsaget, blev ammoniterne uddødt, og de gamle og primitive nautiluses overlevede ikke kun det, men lever også til denne dag. I hvad Årsagen til forskellen i disse blæksprutters skæbne? Selvfølgelig, indtil tidsmaskinen bliver tilgængelig for paleontologerne, kan vi ikke sige, at vi kender det eneste korrekte og endelige svar på dette spørgsmål. Men mellem nautilus og ammoniterne var der en meget betydelig forskel, som ifølge mange eksperter kunne spille en fatalt rolle i skæbnen til ammonoidunderklassen. I hvad var denne forskel?


hjælpe

Årsagerne til udryddelse er ikke altid forbundet med de problemer, der forstår voksne dyr, undertiden er de tidlige stadier af individuel udvikling en svag forbindelse.


beslutning

Den væsentlige forskel mellem ammonitter og nautiluser er størrelsen af ​​deres embryonale skal (den del af skallen, der blev bygget før den forlod ægget) og dermed størrelsen af ​​de nyfødte individer.Da opbygningen af ​​skallen næsten altid stopper kort tid efter molluskens fødsel (dyret har brug for tid til at tilpasse sig sit nye habitat), separeres den embryonale del af skallen fra den postembryoniske mærkbare grænse – den kaldes "primærnivlen". På grund af dette kan paleontologer bedømme størrelsen af ​​embryonale skaller af uddøde blæksprutte. Desuden adskiller strukturen i den embryonale del af skallen i nogle blæksprutter, herunder ammonitter, sig fra den postembryoniske del – det hjælper også paleontologer til at bedømme størrelsen på den nyfødte ammonit.

Moderne nautilus kommer fra ægget med en vaskdiameter på 2-2,5 centimeter. Ifølge standarderne for bløddyr er disse meget store størrelser for nyfødte. Takket være nipperne på nautilus fossile skaller ved vi, at i mesozoiske nautilider var størrelsen af ​​embryonske skaller omtrent den samme som nu fra 1,5 til 2,5 cm (figur 2).

Fig. 2. Fosterskaller af moderne nautilus. Til venstreAllonautilus scrobiculatus, øverst til højre dens embryonskal vises nærbillede (dens kant er markeret en pil). Nederst til højre – En nyfødt nautilus klækket fra et æg i det japanske akvarium i Toba. Hans hele skal er formet i et æg. Bag for skala er den menneskelige hånd, til højre er rester af æggeskallen

Men de mesozoiske ammoniters unge blev født med en skal 10-15 gange mindre – med en diameter på en, maksimalt to millimeter (figur 3, 4).

Fig. 3. Jurassic Ammonite Shell Brightia sp. alder på omkring 165 millioner år. Til højre Den embryonale skal er vist nærbillede (dens grænse er markeret en pil), er den embryoniske skals diameter omkring 1 mm. Foto af Irina Smurova

På grund af deres store størrelse kan nyfødte nautilus leve i samme forhold og spise den samme mad som voksne (fisk, krebsdyr og oftest carrion). Og nyfødte ammonitter med deres små skaller, uanset deres forældres livsstil, levede i de nærliggende lag af vand og var faktisk plankton, og små planktoniske organismer tjente som mad til dem.

Fig. 4. Jurassic Ammonite Shell Binatisphinctes sp. alder på omkring 165 millioner år. Til højre Den embryonale skal er vist nærbillede (dens grænse er markeret en pil), er den embryoniske skals diameter omkring 1 mm. Foto af Irina Smurova

Krisen ved krigets og paleogenens omgang, som førte til udryddelse af dinosaurer og ammonitter, ramte kalkstenplanktonet, som blev næsten uddødt (se Hvad skete der med ammoniter?, Science and Life, 1985, nr. 6). Årsagerne til dette, som allerede nævnt i erklæringen om problemet, er ikke helt klart. Der er forskellige hypoteser, der spænder fra en "asteroide vinter" (se kridt-paleogen udryddelse) – faldet i temperatur og belysning på grund af støvskyder opstået af asteroids fald – til en forøgelse af surhed (forsuring) af havvand (muligvis forårsaget af samme asteroide ).

En stigning i surhedsgraden af ​​vand burde have haft en skadelig virkning på dyr, der opbygger calciumcarbonatskaller, som omfatter blæksprutter. Og hvis det for små dyr med relativt tykke skaller var en lille forsuring af vand ikke for farlig, så kunne det være dødelig for plankton og små nyfødte ammonitter med meget tynde skalvægge. Faktisk for ammoniet var dens skal en float, der gjorde det muligt at forblive i vandkolonnen og et eksternt skelet, som musklerne var knyttet til.For tynde eller utilstrækkeligt stærke vægge af en sådan skal ville ikke lade dyret enten flyde eller endda trække vejret, da musklerne ikke ville have normal støtte.

Naturligvis er forsuring af havvand ved grænsen til kridt og paleogen kun en hypotese, men udryddelsen af ​​plankton på dette tidspunkt er en kendsgerning. Alligevel var de nyfødte ammonitter i virkeligheden relateret til plankton og døde om ikke fra forsuring af vand, så på grund af at deres mad var forsvundet – det samme plankton. Nyfødte nautiluser er 10-20 gange større, de var helt uafhængige af plankton: de kunne spise den samme mad som deres forældre. Deres skaller havde betydeligt tykkere vægge, og forsuring af vand, hvis det fandt sted, var ikke så farligt for dem.

Desuden førte forskelle i størrelsen af ​​embryoniske skaller af nautilus og ammonitter til en betydelig forskel i strukturen af ​​deres populationer. Den lille størrelse af den embryonale skal og følgelig kan den lille størrelse af æggene betydeligt øge frugtbarheden. Stigningen i fertiliteten over tid "skubber" dyrene til at "give det hele til sig selv" for det størst mulige antal efterkommere, selv på bekostning af nedbrydning af deres kroppe.Vi ser dette i eksemplet med moderne blæksprutte, blæksprutte og blæksprutte, som også har miniatureæg – de reproducerer som regel en gang i deres liv og dør derefter fra fuldstændig udmattelse. Tilsyneladende reproducerede mange (om ikke alle) ammonitter på samme måde: hanen døde straks efter gytning, og kvinden bar afkomene (ammoniterne havde sandsynligvis ægavl, se: A. Mironenko, M. Rogov, 2015. Første direkte bevis på ammonoid ovoviviparitet), men hvert par forlod hundreder og tusinder af efterkommere.

Således er befolkningen i ammoniter, som i moderne krusninger eller blæksprutter, meget hurtigt (inden for få år) fuldstændig fornyet. Dette havde sine fordele: en hurtig ændring af generationer giver dig mulighed for hurtigt at tilpasse sig skiftende forhold. Men i tilfælde af en langvarig krise kan denne hurtige generationsændring vise sig at være "akilleshælen" af ammonitter. Hvis for eksempel i et kriseår, voksede modne ammonitter, men deres nyfødte afkom døde, det næste år modnede og multiplicerede næste generation, men deres afkom døde også, efter et år eller to, vil ingen fortsætte løbet.

I nautiluses lægger kvinden kun et par store æg om året, og nautilus levetid er mere end 20 år.Derfor er der i nautilusens befolkning altid ung, der er teenagere, og der er modne individer. Og der er altid et vist antal æg (inkubationstiden er næsten et år). Selv den enorme globale død for alle unge kan ikke undergrave en sådan befolkning – der vil være voksne i stand til at lægge nye æg, og nye unge vil komme ud af de tidligere lagt æg. Selvom alle de nyfødte nautilusundersøgelser var gået i ti år, ville voksne stadig kunne reproducere, hvilket ville have varet indtil krisens afslutning.

Så det er netop forskellene i størrelser af embryonske skaller og forskellene i strukturen af ​​ammonit og nautilus populationer, der tilsyneladende var årsagen til så forskellige skæbne af disse blæksprutter.


efterskrift

To forskellige opdrætsstrategier og en signifikant forskel i størrelsen af ​​embryonskaller i blækspruttebløddyr viste sig for længe siden – selv før udseendet af ordren Nautilida og underklassen Ammonoidea. De tidligste blæksprutter har været kendt siden slutningen af ​​den kamburske (omkring 495 millioner år siden), men vi ved stadig ikke, hvad deres første repræsentanters embryonale skaller var.Det er kun kendt, at ordoviceren, de fleste blæksprutter havde i begyndelsen af ​​den næste periode store embryoniske skaller, som moderne nautilus, derfor antages det, at denne mulighed var udgangspunktet for alle blæksprutte (fig. 5).

Fig. 5. Indledende del af nautiloidskallen Cameroceras sp. fra ordren Endocerida. Længden af ​​deres embryoniske skaller (hvis grænse er markeret pile) overstiger 5 cm. Billeder fra artiklen: Björn Kröger. Boda-kalkstenens blæksprutte, senordoviker, Dalarna, Sverige // European Journal of Taxonomy. 2013. V. 41. S. 1-110

Men i midten af ​​den tidlige ordovician (ca. 475 millioner år siden) optrådte en orthocerida-frigørelse, i hvis repræsentanter de embryoniske skaller blev signifikant mindre, og vigtigst viste protokonken sig – et halvkugleformet indledende kammer, der fungerede som en flyde til den nye bløddyr. Det antages, at dette tillod orthoceriderne hurtigt at mestre vandkolonnen, og æggens lille størrelse tillod en forøgelse af frugtbarheden. Det var fra orthocerider, at både ammoniider og coyoid (dvuhvernye), arvet den lille størrelse af deres forfædres embryoniske skaller, opstod over tid (figur 6).

Fig. 6. Embryoniske nautiloidskaller Bactrites sp. fra rækkefølgen Bactritida (disse er efterkommere af orthoceride og de umiddelbare forfædre af ammonoider).Foto fra artiklen: Royal Mapes & Alexander Nützel. Reproduktion af late-paleozoisk bløddyr: cephalopod æglægningsadfærd og gastropod larval palaeobiology // Lethaia. 2009. V. 42. s. 341-356

Embryoniske skaller af fossile blæksprutte bløddyr tiltrækker paleontologernes opmærksomhed, fordi de giver en bedre forståelse af livsstilen for uddøde blæksprutter, deres reproduktive strategier og befolkningens struktur. Ammonitter, nautilider og mange andre gamle blæksprutter har været heldige – i deres embryonale del af skallen er adskilt fra postembryonien med en mærkbar knivspids. Men ikke alle blæksprutter afslører let deres hemmeligheder. Således har mange repræsentanter for Tarocerida Paleozoic Unit ingen synlig grænse mellem skallets embryonale og postembryoniske dele. Hvorfor er det ikke klart, men det viser sig, at vi ikke kan måle størrelsen på disse bløddyrs embryonale skaller (og derfor æggene).

Nogle forskere har foreslået at bruge rovdyrbetegnelser, som normalt er godt synlige på skallerne, for at løse dette problem. Når alt kommer til alt, hvis mollusk blev bidt, betyder det at det ikke længere sad i ægget, men svømmede aktivt i vandkolonnen. Er det logisk Ja, men alt viste sig for ikke at være så simpelt. Undersøgelsen af ​​moderne og mesozoisk nautilus (som har en primær klemme) viste, at skaderfuldstændig uadskillelig fra skader forårsaget af rovdyr, kan også findes på embryonskallen (A. Mironenko, 2016. Subletale skader og abnormiteter)! De ser ud til at skyldes, at Nautilus-ægens skal er blød og læderagtig, og hvis nogle rovdyr beslutter sig for at prøve det på en tand eller en stor fisk blot rører ægget, da det passerer forbi, kan den shell, der dannes inde, blive beskadiget, selv om skallen vil ikke bryde og den unge nautilus vil forblive i live. Det viser sig, at det er umuligt at anvende disse skader som indikator for postembryonisk stadium.

Hidtil er ikke alle problemer relateret til undersøgelsen af ​​embryonale fossile blæksprutter blevet løst af forskere.

kilder:
1) Fundamentals of paleontology (referencebog for paleontologer og geologer i USSR). Mollusks – Blæksprutte. I. Nautiloidy, endoceratoidea, actinotseratoidey, baktritoidey, ammonoid. Ans. Ed. Volumes V. Ye. Ruzhentsev // Udgivelseshus for Videnskabsakademiet i Sovjetunionen. Moskva, 1962.
2) K.N. Nesis. Blæksprutter: smart og hurtig // Oktopus forlag. Moskva, 2005.
3) Neil H. Landman. Usædvanligt velbevarede Ammonites for Ammonite Early Ontogeny // American Museum of Natural History. 1994. Nr. 3086. 16. februar 1994.
4) Vladimir Laptikhovsky, Alexander I. Arkhipkin. Virkningen af ​​oceanens forsuring på plankton af ammonitter og belemnites Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie – Abhandlungen. Oktober 2012. V. 266 (1). S. 39-50. DOI: 10.1127 / 0077-7749 / 2012/0268.


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: